蘭新鐵路通道運輸格局優(yōu)化研究

丁海濤

(陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 概述

蘭新鐵路通道，東起甘肅省，西至新疆維吾爾自治區(qū)，是新疆通往中國內(nèi)地的主要鐵路運輸通道，是“新絲綢之路經(jīng)濟帶”運輸通道和我國西北地區(qū)鐵路網(wǎng)的重要組成部分，主要由蘭新線和蘭新高鐵共同構成。蘭新線[1]是國鐵I級、雙線、限制坡度13‰，主要承擔新疆地區(qū)對我國內(nèi)地的貨物交流和長途普速客流，以及部分我國與絲綢之路經(jīng)濟帶沿線國家的貨物交流，2017年蘭新線嘉峪關至安北段圖定通過能力已達94.6%，嘉峪關等區(qū)段站作業(yè)能力接近飽和。蘭新高鐵[2]是高速鐵路、雙線、最大坡度20‰(困難25‰)，自2014年開通以來長途客流增長緩慢，2017年蘭新高鐵嘉峪關至哈密段客流密度為54萬人/年，客車對數(shù)為7對/d，通過能力不足10%。目前蘭新通道內(nèi)蘭新線與蘭新高鐵存在忙閑不均、運力資源配置不盡合理的現(xiàn)象。蘭新通道地理位置如圖1所示。

圖1 蘭新鐵路通道地理位置示意

2018年國家發(fā)展和改革委員會相繼下發(fā)《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》、《鐵路北煤南運體系建設實施方案(2018-2020年)》，鐵路總公司下發(fā)《鐵路貨運增量行動方案(2018-2020年)》均提出，新疆煤炭通過公轉(zhuǎn)鐵3年實現(xiàn)增運6 600萬t，增加疆煤入甘川渝滇貴等地區(qū)運量[3-5]。承擔大部分外運疆煤的蘭新線貨運需求將快速增長，目前的運輸格局無法滿足其運輸需求。

研究蘭新鐵路通道運輸格局，對于在工程經(jīng)濟性最好的前提下解決蘭新鐵路通道內(nèi)兩條鐵路忙閑不均的問題，提高蘭新通道客貨運輸能力、確定合理的蘭新線擴能改造建設方案、優(yōu)化蘭新鐵路通道的運輸組織等均具有重要意義。

2 蘭新鐵路通道運輸需求預測

2.1 蘭新鐵路通道客貨運量現(xiàn)狀分析

(1)貨運量現(xiàn)狀分析

蘭新鐵路通道貨運量主要由蘭新線承擔。依據(jù)蘭新線歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年甘肅省境內(nèi)蘭新線最大貨流密度為5 059萬t(嘉峪關—柳溝)，蘭新線歷史年最大貨流密度為2014年5 808萬t。蘭新線貨流密度統(tǒng)計如表1所示。

由表1可知，2014年前，蘭新線貨運量呈遞增趨勢，2014年達到歷史年度最大，最大區(qū)段密度為嘉峪關—柳溝段5 808萬t。

2014年至2016年，受我國宏觀經(jīng)濟發(fā)展形勢和“調(diào)結構、去產(chǎn)能”發(fā)展政策的影響，煤炭等大宗貨運量逐年降低，蘭新線貨運量呈下降趨勢[6-7]，2016年最低，嘉峪關—柳溝段區(qū)段密度為3 853萬t。

2016年至今，蘭新線貨運量又呈現(xiàn)恢復性增長的趨勢，2017年嘉峪關—柳溝段區(qū)段密度為5 059萬t，同比增長31%。

(2)客運量現(xiàn)狀分析

①客運量現(xiàn)狀

蘭新鐵路通道客運功能主要由蘭新高鐵、蘭新線共同承擔。依據(jù)蘭州鐵路局集團有限公司歷年客運統(tǒng)計數(shù)據(jù)和列車時刻表，2017年蘭新鐵路通道嘉峪關—哈密段客流密度895萬人/年、客車對數(shù)34對/d，主要由蘭新線承擔。蘭新鐵路通道客流密度及客車對數(shù)統(tǒng)計如表2所示。

表1 蘭新線貨流密度統(tǒng)計 萬t

由表2可知。

蘭新鐵路通道：從2013年至2017年，蘭新鐵路通道嘉峪關—哈密段歷年客運量有一定波動性，但整體量級變化不大，維持在900萬人/年左右；客車對數(shù)則呈現(xiàn)波動性增長的趨勢；每對列車的年實際載客量呈現(xiàn)下降的趨勢。

蘭新線：張掖—嘉峪關段客運量2014年以前較為穩(wěn)定，2014年以后呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢，主要原因是蘭新高鐵開通后，部分嘉峪關地區(qū)的客流分流至蘭新高鐵。嘉峪關—哈密段客運量和客車對數(shù)均呈現(xiàn)一定的波動性，但量級水平基本維持穩(wěn)定。

蘭新高鐵：嘉峪關—哈密段客流密度和客車對數(shù)基本穩(wěn)定，蘭州—西寧段客流密度和客車對數(shù)增長較快。蘭新高鐵承擔的中短途客流增速較快，長途客流增長緩慢。

②客座率變化分析

依據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，蘭新線嘉峪關至哈密段客車的實際載客量由2012年的32萬人/對降低至2017年的23萬人/對車，張掖至哈密段客車實際載客量呈現(xiàn)波動性下降的趨勢。蘭新線客車實際載客量如圖2所示。

圖2 蘭新線客車實際載客量統(tǒng)計示意

蘭新線蘭州至嘉峪關段，Z、Y字頭客車年平均利用率約為59%，T字頭客車年平均利用率約為61%；K字頭客車年平均利用率約為64%；普通普速客車年平均利用率約為22%。動車的年平均利用率約為67%。蘭新鐵路通道客車平均利用率如表3所示。

表2 蘭新鐵路通道客流密度及客車對數(shù)統(tǒng)計

注：客流密度單位為萬人/年，客車對數(shù)為對/d。

2.2 蘭新鐵路通道客貨運量預測

(1)貨運量預測

根據(jù)新疆煤炭資源賦存條件和開發(fā)規(guī)劃、國家能源發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃和國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等，結合烏魯木齊鐵路局集團有限公司3年增量行動方案和對新疆地區(qū)“公轉(zhuǎn)鐵”市場需求的調(diào)查，對煤炭等主要大宗物資進行產(chǎn)運銷平衡分析。“大其他”類貨物采用四階段法、回歸分析法、增長率法進行預測。依據(jù)調(diào)查的沿線資源分布、產(chǎn)業(yè)布局等分析地方運量，結合通過運量通過鋪畫貨流圖確定區(qū)段貨流密度[8-10]。

表3 蘭新鐵路通道客車平均利用率統(tǒng)計 %

①新疆煤炭產(chǎn)運銷平衡分析

利用產(chǎn)運銷平衡法[11-13]預測2020年新疆煤炭產(chǎn)量為2.5億t，新疆煤炭鐵路調(diào)出量為2 400萬t，其中經(jīng)臨哈線200萬t，經(jīng)蘭新線2 200萬t。新疆煤炭產(chǎn)運銷平衡分析見表4。

表4 新疆煤炭產(chǎn)運銷平衡分析 萬t

②出疆物資“大其他”運量預測

結合烏魯木齊局鐵路集團公司和蘭州局鐵路集團公司3年增量計劃和“公轉(zhuǎn)鐵”市場調(diào)研，利用產(chǎn)運銷平衡法、增長率法等預測出疆物資“大其他”鐵路外運量。出疆物資“大其他”運量預測如表5所示。

表5 出疆物資“大其他”運量預測 萬t

③蘭新線貨運量預測

結合出疆物資煤炭等大宗物資、“大其他”貨物鐵路運量預測結果，預測2020年蘭新線最大區(qū)段貨流密度為6 004萬t(柳溝—安北段)，其中煤炭2 200萬t。蘭新線貨運量預測如表6所列。

表6 蘭新線貨運量預測 萬t

(2)客運量預測

依據(jù)蘭新客運通道現(xiàn)狀統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結合其客運量發(fā)展趨勢，在不考慮改變路網(wǎng)構成和大規(guī)模改變運輸作業(yè)組織方式的前提下，利用四階段法和回歸分析法等預測蘭新鐵路通道2020年客車對數(shù)如表7所列[14]。

3 蘭新鐵路通道運輸格局研究

蘭新鐵路通道是已經(jīng)投入運營的既有通道且運輸格局不盡合理，利用既有設施設備充分發(fā)揮蘭新鐵路通道運力資源，滿足蘭新鐵路通道的客貨運輸需求，首要任務是確定最優(yōu)的運輸格局。研究確定蘭新鐵路通道運輸格局，對于確定蘭新線擴能改造建設方案、優(yōu)化蘭新鐵路通道運輸組織、提升蘭新鐵路通道運輸效率、落實國家“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”和“鐵路北煤南運體系建設”發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。

表7 蘭新鐵路通道2020年客車對數(shù)預測 對/d

參考國內(nèi)既有路網(wǎng)中隴海通道、京滬通道、京廣通道等類似通道的運輸格局，結合國內(nèi)外相關通道分工的前沿思想和方法，將蘭新鐵路通道運輸格局分為5種方案：方案1，客貨分線方案；方案2，普高分線方案；方案3，維持現(xiàn)狀方案；方案4，優(yōu)化現(xiàn)狀方案[15-17]；方案5：調(diào)整現(xiàn)狀方案。從運輸需求、運輸組織、運營管理、規(guī)劃效益、路網(wǎng)格局等多個角度進行優(yōu)缺點比較，蘭新鐵路通道運輸格局方案比較如表8所示。

表8 蘭新鐵路通道運輸格局方案比較

基于“滿足客貨運輸需求、優(yōu)化運輸組織、充分利用運力資源”的基本原則，考慮5種方案的優(yōu)缺點，推薦采用方案4，即優(yōu)化現(xiàn)狀方案：蘭新線能力最緊張區(qū)段承擔貨運功能和少部分普速客車，有利于減少蘭新線普速客運對蘭新線貨運區(qū)間、車站能力的影響，釋放蘭新線的能力以滿足蘭新線快速增長的貨運需求；蘭新高鐵能力富余區(qū)段承擔全部高鐵和大部分普速客車，有利于充分發(fā)揮蘭新高鐵運力資源，均衡蘭新鐵路通道運力配置。

4 蘭新鐵路通道運輸格局優(yōu)化策略

4.1 將蘭新線的部分普速客車轉(zhuǎn)移至蘭新高鐵，充分發(fā)揮蘭新線的貨運功能

為了蘭新鐵路通道滿足快速增長的“公轉(zhuǎn)鐵”貨運需求，均衡蘭新線與蘭新高鐵的運力資源使用，優(yōu)化蘭新鐵路通道的運輸格局，可在蘭新線能力緊張區(qū)段將部分普速客車轉(zhuǎn)移至蘭新高鐵，僅保留蘭新線必需的基本普速客運功能，可采取的主要策略如下。

(1)在張掖地區(qū)設置聯(lián)絡線

在張掖地區(qū)設置蘭新線與蘭新高鐵的聯(lián)絡線，普速客車在蘭州至張掖段由蘭新線承擔、在張掖至哈密區(qū)間主要由蘭新高鐵承擔。主要考慮因素有：一是兼顧沿線河西走廊重鎮(zhèn)金昌、武威的旅客鐵路出行，同時滿足干武線等后方通道客運需求；二是釋放蘭新線能力最緊張區(qū)段張掖至哈密段的能力，減少嘉峪關車站客貨作業(yè)干擾，滿足其快速增長的貨運需求；三是充分利用蘭新高鐵張掖至哈密段較為富余的運力資源，均衡蘭新鐵路通道運輸格局；四是張掖地區(qū)聯(lián)絡線是蘭州至張掖三四線鐵路規(guī)劃預留工程，工程實施符合區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃。

(2)優(yōu)化蘭新高鐵運輸組織作業(yè)

優(yōu)化調(diào)整蘭新高鐵在張掖、嘉峪關地區(qū)車站的天窗時間和作業(yè)方式，或者調(diào)整部分蘭新線普速客車運行圖，為普速客車上下蘭新高鐵線路提供基礎支撐[18-20]。目前蘭新線普速客車多為超長途普速客車，運行至張掖、嘉峪關地區(qū)正好為蘭新高鐵的天窗時間，蘭新高鐵矩形天窗造成了普速車上下線極為不便，因此需要優(yōu)化其天窗作業(yè)時間和作業(yè)方式，或者調(diào)整部分普速客車的運行時間，以滿足普速客車上下高鐵線路的需求。

4.2 減少嘉峪關等區(qū)段站客貨作業(yè)干擾，協(xié)調(diào)蘭新線點線能力

蘭新線由于受嘉峪關車站到發(fā)線能力和咽喉能力所限，雖然區(qū)段線路在理論上仍有能力富余，但實際運營中運輸能力儼然捉襟見肘。具體受制因素主要有受嘉峪關車站客場集中布置在上行場限制、酒鋼環(huán)線分別接入上、下行到發(fā)場，岔線布置影響，造成客貨、貨場取送、岔線出入及車底轉(zhuǎn)線形成相互間交叉干擾嚴重，點線能力不匹配，影響干線能力發(fā)揮，點線能力不協(xié)調(diào)成為制約蘭新線運能的主要問題。嘉峪關地區(qū)鐵路總平面布置如圖3所示。

嘉峪關地區(qū)可采取客貨車站分開布局方案，即將蘭新線嘉峪關站客運功能遷至蘭新高鐵嘉峪關南站，嘉峪關站作為技術作業(yè)站僅辦理貨運作業(yè)。此優(yōu)化方案可有效減少嘉峪關車站客貨作業(yè)干擾，提升其作業(yè)效率，協(xié)調(diào)蘭新線的點線能力，滿足蘭新線快速增長的貨運需求。

圖3 嘉峪關地區(qū)鐵路總平面布置

4.3 開發(fā)動臥等運輸服務產(chǎn)品，提升蘭新高鐵市場競爭力

目前蘭新高鐵全程約12 h，票價551元，自開通以來長途客運增長緩慢，主要原因有：一是與航空相比，從合理運距、旅行速度、票價等技術屬性上，蘭新高鐵競爭優(yōu)勢不太明顯；二是目前蘭新高鐵主要服務于西北甘、青、新地區(qū)，輻射市場的旅客消費能力有限，高鐵節(jié)省的時間價值和舒適性所需增加的出行費用超過了旅客的支付意愿；三是西部地區(qū)快速客運網(wǎng)尚未完善，與蘭新高鐵銜接的西寧—成都鐵路、包蘭高鐵通道尚未建成，蘭新高鐵后方輻射范圍有限。

適時開發(fā)動臥、“夕發(fā)朝至”等運輸服務產(chǎn)品[21-22]，可有效增加旅客乘車的舒適度和滿意度，提升蘭新高鐵的市場競爭力，增加蘭新高鐵承擔的中長途客運量，從而提高蘭新高鐵的運力資源利用效率。

5 結論

本文針對“鐵路貨運增量行動”背景下蘭新線無法滿足快速增長的貨運需求、而蘭新高鐵能力虛彌的問題進行研究，提出了蘭新鐵路通道運輸格局優(yōu)化方案：蘭新線承擔貨運功能和少部分普速客車；蘭新高鐵承擔全部高鐵和大部分普速客車，并提出了優(yōu)化策略，即將蘭新線的部分普速客車轉(zhuǎn)移至蘭新高鐵、協(xié)調(diào)蘭新線點線能力、為蘭新高鐵開發(fā)動臥等運輸服務產(chǎn)品。研究成果對于確定合理的蘭新線擴能改造建設方案、優(yōu)化蘭新鐵路通道的運輸格局、滿足蘭新線客貨運輸需求、落實“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”發(fā)展戰(zhàn)略等均具有重要參考和支撐意義。